内容正文:
阶段复习课(七) 三角函数
一、任意角的三角函数的定义及三角函数线
掌握任意角的正弦、余弦、正切的定义及三角函数线,能够利用三角函数的定义求三角函数值,利用三角函数线判断三角函数的符号,借助三角函数线求三角函数的定义域.
[训练1] 已知α是第二象限角,P(x,)为其终边上一点,且cos α=x,求sin α的值.
解 因为OP=,所以cos α==x.
又α是第二象限角,所以x<0,得x=-,所以sin α==.
[训练2] 求函数f(x)=+的定义域.
解 函数f(x)有意义,则
即
如图所示,结合三角函数线知
∴2kπ+≤x<2kπ+(k∈Z).
故f(x)的定义域为.
二、同角三角函数的关系式及诱导公式
(1)牢记两个基本关系式sin2α+cos2α=1及=tan α,并能应用两个关系式进行三角函数的求值、化简、证明.在应用中,要注意掌握解题的技巧,同时要体会数学思想方法如数形结合思想、分类讨论思想、转化与化归思想及函数与方程思想的应用.
(2)诱导公式可概括为k·±α(k∈Z)的各三角函数值的化简公式.记忆规律是:奇变偶不变,符号看象限.
[训练3] 已知f(α)=.
(1)化简f(α);
(2)若f(α)=,且<α<,求cos α-sin α的值;
(3)若α=-π,求f(α)的值.
解 (1)f(α)==sin α·cos α.
(2)由f(α)=sin α·cos α=可知,
(cos α-sin α)2=cos2α-2sin α·cos α+sin2α=1-2sin α·cos α=1-2×=,
又∵<α<,∴cos α<sin α,即cos α-sin α<0,
∴cos α-sin α=-.
(3)∵α=-π=-6×2π+,
∴f=cos·sin
=cos·sin
=cos·sin=×=.
[训练4] 已知sin(30°-α)=,求+的值.
解 原式=+
=+
=
==3.∴原式=3.
三、三角函数的图像及变换
三角函数的图像是研究三角函数性质的基础,又是三角函数性质的具体体现.在平时的考查中,主要体现在三角函数图像的变换和解析式的确定,以及通过对图像的描绘、观察来讨论函数的有关性质.
[训练5] 如图是函数y=Asin(ωx+φ)+k的一段图像.
(1)求此函数解析式;
(2)分析一下该函数是如何通过y=sin x变换得来的?
解 (1)由图像知A==,
k==-1,T=2×=π,∵ω>0,
∴ω==2.∴y=sin(2x+φ)-1.
当x=时,2×+φ=+2kπ,∵|φ|<,∴φ=.
∴所求函数解析式为y=sin-1.
(2)把y=sin x图像向左平移个单位得到y=sin图像,然后纵坐标保持不变、横坐标缩短为原来的,
得到y=sin图像,再横坐标保持不变,纵坐标变为原来的得到y=sin图像,最后把函数y=sin的图像向下平移1个单位,得到y=sin-1的图像.
[训练6] 已知函数y=cos x+|cos x|.
(1)画出函数的简图;
(2)这个函数是周期函数吗?如果是,求出它的最小正周期;
(3)指出这个函数的单调增区间.
解 (1)y=cos x+|cos x|
=
函数图像如图所示.
(2)由图像可知函数的最小正周期是2π.
(3)由图像可知函数的单调增区间为(k∈Z).
四、三角函数的性质
高考中三角函数的性质是必考内容之一,着重考查三角函数的定义域、值域、单调性、奇偶性、对称性等有关性质,特别是复合函数的周期性、单调性和最值(值域)应引起重视.
[训练7] 已知函数f(x)=2sin+a+1(其中a为常数).
(1)求f(x)的单调区间;
(2)若x∈时,f(x)的最大值为4,求a的值;
(3)求f(x)取最大值时x的取值集合.
解 (1)由-+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
解得-+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
∴函数f(x)的单调增区间为(k∈Z),由+2kπ≤2x+≤+2kπ,k∈Z,
解得+kπ≤x≤+kπ,k∈Z,
∴函数f(x)的单调减区间为(k∈Z).
(2)∵0≤x≤,∴≤2x+≤,
∴-≤sin≤1,
∴f(x)的最大值为2+a+1=4,∴a=1,
(3)当f(x)取最大值时,2x+=+2kπ,k∈Z,
∴2x=+2kπ,k∈Z,∴x=+kπ,k∈Z.
∴当f(x)取最大值时,x的取值集合是
.
[训练8] 已知f(x)=sin+,x∈R.
(1)求函数f(x)的最小正周期;
(2)求函数f(x)的单调减区间;
(3)函数f(x)的图像可以由函数y=sin 2x(x∈R)的图像经过怎样变换得到?
解 (1)T==π.
(2)由2kπ+≤2x+≤2kπ+,k∈Z,
得kπ+≤x≤kπ+,k∈Z.
所以所求的单调减区间为(k∈Z).
(3)把y=sin 2x的图像上所